熱交換器は、処理中や定置洗浄（CIP）中に、ある気体や液体から別の気体や液体への熱伝達を最適化するために使用されます。汚損や老朽化は、熱交換器の性能低下や、目標温度の差を補うための追加運転コストやエネルギーコストの原因となります。したがって、熱交換器の洗浄とメンテナンスは、醸造設備を効率的に稼働させ続けるために非常に重要です。定期的なメンテナンスは、機器を正常な状態に保ち、緊急メンテナンスを防ぐのに役立ちます。さらに、熱交換器の清掃とメンテナンスにかかるコストは、熱交換器に必要な計画外のダウンタイムのコストに比べればわずかです。
伝熱面上の製品や化学物質の堆積は、熱交換器の伝熱能力を損なう可能性があり、高性能運転を維持し、プロセスの中断を防ぐためには、定期的に洗浄する必要があります。熱交換器の汚損や伝熱面への不要な堆積物の蓄積は、様々なコストの原因となります：
- 生産停止による生産損失
- ひどい汚れや堆積物を除去するためのメンテナンス費用
- 詰まった機器の交換
そのため、プレート式熱交換器の定期的な洗浄とメンテナンスが重要になる。
プレート式熱交換器の清掃時期を知るには？
プレート式熱交換器を清掃する頻度は、決められたスケジュールに基づいて行う必要はありません。熱交換器が加熱または冷却のために正しい製品温度に達しない場合、熱交換器を清掃する時期が来たと判断できます。
また、汚れが流路を制限し、流体速度を増加させるため、指定よりも高い圧力損失が見られる場合があります。経験則では、どちらか一方の圧力降下が設計圧力降下より 50% 大きくなったときに清掃するのがよい。設計圧力降下がわからない場合は、洗浄後すぐに測定し、これらの値を次回の洗浄の判断に使用してください。
プレート式熱交換器の清掃方法
シェル＆チューブ式熱交換器に比べ、プレート式熱交換器はここ数十年で人気が高まっている。一般的に、プレート式熱交換器は熱交換効率が高く、設置スペースも少なくて済みます。このような要因が、シェル＆チューブ式熱交換器に代わるプレート式熱交換器に対する醸造所の関心を高めています。プレート式熱交換器の洗浄には、定置洗浄（プレート式熱交換器の流路に化学薬品を循環させて行う）と手動洗浄（プレートをフレームから取り外し、加圧水銃を使ってプレートを個別に洗浄する）の2つの方法があります。
CIP洗浄方法
この方法では、熱交換器に薬液を循環させ、プレート表面の汚れを溶解・除去します。この方法では、熱交換器を分離する必要がなく、洗浄プロセスが簡素化され、洗浄の労力も軽減されます。コルゲートプレートが乱流液体を洗浄し、スケールの溶解を助けるため、化学洗浄は理想的です。
CIP洗浄方法は、時間、温度、濃度の組み合わせである。CIPシステムは熱交換器の化学的および機械的洗浄を行う。醸造設備がCIPを禁止している場合、オペレーターは手作業で洗浄を行わなければならない。
熱交換器のCIP洗浄には通常、以下の目的が含まれる：
- 付着した石灰を取り除く。
- 腐食しにくくするために表面を不動態化する。
- 排水前に洗浄剤を中和する。
CIPによる化学洗浄の利点：
- より速い洗浄プロセス。
- 労働強度が低い。
- 機械洗浄では洗浄できない部品も洗浄できる。
オペレーターは通常、CIPの化学洗浄プロセスにおいて以下の4つのステップを踏む：
- アルカリ洗浄：有機物の蓄積を除去します。
- すすぎ：通常、高流量水リンサーを使用し、アルカリ性ステップの残留物を除去する。
- 酸洗い：汚れた素材をより深いレベルで溶かし、柔らかくする。
- 最終すすぎ：最後にプレート式熱交換器をきれいな水ですすぎます。
マニュアル・クリーニング
熱交換器がCIP洗浄に対応していない場合、プレート式熱交換器の洗浄には手動洗浄が必要です。
1.解体
熱交換器のメンテナンスの最初のステップは、プレート式熱交換器を分解することです。そのためには、熱交換器に出入りするすべての流体を遮断する必要があります（ロックアウト手順を確実に守る必要があります）。
熱交換器から液体を取り出すには、バルブを開いて圧力を逃がす必要があります。熱交換器が開く前に冷却を終了したいでしょう：
- 次のボルトを動かす前に、熱交換器の酸を一度に約1/4 ftずつ緩めてください。ボルトを効果的に緩めるため、ボルトを緩めすぎないようにしてください。
- ボルトを外した後、取り外し可能な各ヘッドを後ろにスライドさせ、ホットプレートパックを露出させます。
- 再インストールを容易にするため、すべてのボードに逆順に番号を付け、各ボードの上部に番号を表示する必要がある。
2.熱交換器プレートの清掃
優れたプレート式熱交換器であれば、清掃はサービスプランに含まれています。以下の手順に従って、手順を見逃さないようにしてください：
- まず、ガスケットを取り外します。ガスケットは、現在の状態によって再利用できるかどうかが決まります。ガスケットがまだきれいな状態かどうかを確認するには、つまんでみて状態を知る。ガスケットを再利用する必要がある場合は、石鹸と水で洗い、清潔で乾燥した場所に吊るしてください。
- 基板上に緩いゴミがある場合は、グラインダーや硬いブラシではなく、石鹸、水、柔らかいブラシまたは高圧洗浄機で洗浄する必要がある。
- すべてのゴミが取り除かれるまでプレートを清掃する。
- ガスケットの溝には細心の注意が必要で、非常にひどい場合には、頑固な接着剤や蓄積物を分解するために、熱い酸や苛性剤を使用する必要がある。
3.熱交換器プレートのテスト
この検査では、施設全体に亀裂やピンホールがないか、ボードをテストして検査することが重要です。
- 熱交換器に欠陥がないか目視で点検し、プレートが互いに接する部分に細心の注意を払う。目視点検の補助としてライトを使用することもできる。
- また、目視検査で見落としたピンホールを発見するために、染色テストを行うのも良いアイデアである。プレートセットの10%以上に欠陥がある場合は、プレートを交換しなければならない。染色テストに合格したプレートは、洗浄して再び使用することができる。
4.検査と再組み立て
熱交換器プレートの検査と準備の前に、再組み立ての前にプレートフレームを洗浄し、準備する必要があります：
- 腐食や欠陥が発生する可能性のある溶接部分に細心の注意を払いながら、ノズル部分の点検から始める。
- 固定ヘッドと可動ヘッドの真直度を定規でチェックする。塗装や粉体塗装を施したカーボン・スチール・フレームの場合は、塗装の状態が十分であるかどうかを検査する必要がある。
- アッパーレールとロアレールの接続箇所を確認する。
- 研磨は、シートの重大な欠陥を妨げる可能性がある。
上記の手順が完了したら、プレートの再装着を開始し、プレートを直接フレームに取り付け、ガスケットが適切に収まっていることを確認する。最後にポートリングをフレームに取り付ける。
5.検証
熱交換器が組み立てられたら、静水圧試験を行い、漏れがないかチェックすることが重要です。
- システムまたは熱交換器などの水源を通して水を入れる。
- しばらく水を流し、余分な空気を抜く。
- 出口をゆっくりと制限して圧力を上げますが、設計圧力を超えないようにしてください。
- 熱交換器の外側を空気乾燥し、残留水を除去する。
- 熱交換器に圧力がかかっているときは、プレートパックに水が漏れていないか点検してください。
雨漏りの一般的な原因はいくつかある：
- ガスケットの溝にゴミがある
- 古いガスケット
- ガスケット不良
- プレートに穴が開いている
プレート式熱交換器にはどのようなメンテナンスが必要ですか？
- 隔離バルブは年に1、2回使用する。
- フィルターをチェックし、必要に応じて清掃する。
- 排水口や通気口が塞がれていないか確認する。
- 圧力ゲージを点検し、必要に応じて交換する。
プレート式熱交換器を最高の状態に保つための10の秘訣
- 運転条件（温度と流量）が設計仕様を満たしていることを確認する。
- 始動時に熱交換器を排気するが、圧力変動やウォーターハンマーを避けるため、バルブの開閉はゆっくりと行う。
- 微粒子の汚れを除去し、熱交換器を保護するために、上流側のフィルタとストレーナを使用してください。
- 温度、圧力の変化、外部漏れの兆候を毎日チェックする。
- 定期的に締め付けボルトを清潔に保ち、十分に注油してください。
- 状態検知技術を使って、プレート式熱交換器を開けて検査することを避ける。
- 洗浄のために熱交換器を開ける必要がないように、クリーン・イン・プレイス（CIP）を使用する。
- スペア機器は常に清潔に保ち、乾燥させてください。熱交換器が使用不能の場合は、真水で洗浄し、完全に排水します。
- 熱交換器を水しぶきから保護し、通常電源から発生する紫外線やオゾンにさらされないようにしてください。
- 機器の性能、信頼性、寿命を確保するため、プレート式熱交換器には純正スペア部品のみを使用してください。また、重要なスペア部品は在庫しておき、保管上の指示に従ってください。
プレート式熱交換器の定期的な清掃が必要です。ミセット・クラフトでは、月に1回の点検を推奨している。しばらくすると、掃除にかかる時間がわかるようになります。自分でやりたくない場合は、熱交換器のクリーニングを専門に行う業者もある。プレート式熱交換器の清掃についてインターネットで検索すれば、お近くの業者のリストが得られます。